JP2020521432A - 高比機械エネルギー押出しスクリュー組立体 - Google Patents
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Abstract
高比機械エネルギー押出機スクリュー組立体(14、88、98)および完全押出機(10、86、96)が提供され、これらは、中間セクション(104)の両側にある入口および出口スクリューセクション(102、106)のフライト幅よりも大きい軸方向フライト幅を有する、ワイドフライト中間スクリューセクション(104)を含む。中間セクション(104)は、食料品材料の処理中にその食料品材料に付与されたSMEを向上させるのに役立つ摩擦および剪断を増大させる。【選択図】図1
Description
関連出願への相互参照
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる2017年6月1日に出願された仮出願SN62/513899の利益を主張する。
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる2017年6月1日に出願された仮出願SN62/513899の利益を主張する。
本発明は、広くは、ペットフードおよび水生飼料などの食料品または飼料製品の処理用に特別に設計されたらせん状のフライトを有する押出しスクリュー組立体および押出機に関する。より具体的には、本発明は、押出機スクリュー組立体が、中間セクションの両側の入口および出口スクリューセクションと比較して、比較的広いフライト幅を有する中間スクリューセクションによって特徴付けられる、そのような装置および対応する方法に関する。これは、処理中の製品に付与される比機械エネルギー(SME)を増加させ、それは製品の栄養および取り扱いの品質を向上させる。
人間の食べ物や動物の飼料などの多くの食料品は、押出装置を使って生産されており、その一般的な構成と操作は当業界ではよく知られている。押出し中、エネルギーは、2つの別々の寄与、すなわちSMEおよび熱エネルギー密度(STE)によって処理中の材料に付与され、後者は、温水または蒸気の間接的または直接の適用によって達成される。SMEおよびSTEの量は、所望の製品の種類および他の処理上の考慮事項に応じて変えることができる。しかしながら、水生飼料のようなある種の食料品は、高レベルのSMEが使用される場合には、油脂の取り込みおよび保持力の増加、ならびに栄養および摂食特性などの強化された特性を必要とする。SMEは通常、押出し処理中の摩擦力とそれに伴う熱によって発生する。
従来、単軸押出機を用いて高品質の水生および他の飼料を製造する試みは、SMEの十分な量を生成するために特殊な工具または他の方策の使用を必要としてきた。例えば、米国特許出願公開第2007/0237850号に記載されているタイプの、ミッドバレル調節バルブがこの点で有用であり得ることが知られている。加えて、押出機スクリューのらせん状セクションやブレーカーリングの間に配置された、フライトされていない三角形または他の種類のプレートの使用も、全てSMEを増大させるために行われてきた。しかしながら、これらの試みは完全に満足のいくものではなく、単軸押出機を使用して製造された多くの食料品または飼料製品は最適の品質ではなかったことを意味する。
以下の参考文献は、当該技術分野において知られている様々な種類の押出機スクリュー組立体を記載している:米国特許第1,677,119号、第2,115,006号、第2,231,357号、第2,508,495号、第2,686,336号、第3,104,420号、第3,577,494号、第3,698,541号、第4,277,182号、第4,405,239号、第4,818,206号、第5,728,337号、第6,599,004号、第6,672,753号、第7,476,096号、および第8,985,034号、米国特許公開第2009/0016147号、外国出願番号CN204222133U、DE1504449A1、DE10110860B4、DE10206484A1、DE29720689U1、EP1768823B1。FR2063573A5、FR2257409A1、GB1279663A、GB1291997A、JP2010194794A、JP2011224801A、JP2013035234A、JP2014184733A、JP2016943623A、JP2016107509A、JP2016182687A、JP2016215470A、JP2016215473A、JP2016215475A、JPH03231825A、JPH11188764A、JPS5057725A、JPS6384904A、JPS62286708A、JPS63291632A、NL44896C、NL52125C、およびWO8606325A1、そして2つの製品パンフレット。
本発明は、上記に概説した問題を克服し、そして特殊工具または他のアドオン機器を必要とせずに、SMEの高レベルを生成する能力によって特徴付けられる改良された押出機スクリュー組立体と完全押出機を提供する。一般的に言えば、本発明の押出機スクリュー組立体は、入口と離間した出口とを有する細長い押出機バレル内に配置するように設計されている。スクリュー組立体は、その長さに沿ってらせん状のフライトを有し、軸方向に回転可能であり、全長を有する。押出機バレル内に配置されたとき、スクリュー組立体は、
軸方向長さ、ピッチ長、およびスクリュー直径を有し、入口セクションがバレル入口からバレル出口に向かって延在し、入口セクションの末端を呈する、らせん状のフライトを有する入口セクション、
軸方向長さ、ピッチ長、およびスクリュー直径を有し、中間セクションが入口セクションの末端からバレル出口に向かって延在し、中間セクションの末端を呈する、らせん状のフライトを有する中間セクション、そして、
軸方向長さ、ピッチ長、およびスクリュー直径を有し、出口セクションが中間セクション末端からバレル出口に向かって延在する、らせん状のフライトを有する出口セクションを備える。
さらに、スクリュー組立体は、その中間セクションが、入口および出口セクションのフライト幅より大きいフライト幅を有することを特徴とする。そのようなワイドフライト中間セクションは、食用材料の処理中に激しい摩擦および熱の発生の領域を作り出し、それによって材料に与えられるSMEを増加させる。製造される所望の製品に応じて、多数の他の寸法的および幾何学的特徴をスクリュー組立体に組み込むことができる。例えば、任意の好ましい特徴は、入口および出口セクションのフライト幅よりも少なくとも約250%大きいフライト幅を有する中間セクション、中間セクションのピッチ長の約20〜80%である中間セクションのフライト幅、および/または中間セクションのスクリュー直径の約15〜50%である中間セクションのフライト幅を含む。さらに、入口、中間、および出口スクリューセクションの相対軸方向長さ、ならびにこれらのセクションのピッチ長またはフライト深さに関する他のそのような特徴は、押出機スクリュー組立体全体に組み込むことができる。
本発明はまた、例えば、それぞれの量のデンプン、タンパク質、および脂肪を含む出発混合物を有する食料品または飼料製品の処理において、本発明の押出機を操作する方法に関する。
本発明の押出機スクリュー組立体は、単軸押出機の状況で特に有用であるが、本発明はこれに限定されるものではない。むしろ、必要ならば、これらの同じ種類のスクリュー組立体を二軸押出機に組み込むことができる。さらに、本明細書に記載されている個々のスクリューセクションはその長さにわたってフライトを有することが好ましいが、これは厳密に必要というわけではない。個々のスクリューセクションは、その長さに沿ってフライトを有していない領域があってもよいが、好ましくは、該セクションは、フライティング(flighting)をを支える長さの少なくとも約75%、より好ましくはかかる長さの約90%を有するべきである。
まず図3を参照すると、本発明による押出機10が示されており、概して、管状バレル12、バレル12内の押出機スクリュー組立体14、およびバレル12の前方出口端部に固定された背圧バルブ組立体16から構成される。押出機10は、食用食品または飼料製品などの食用材料を処理するように設計されている。
より詳細には、バレル12は、細長い連続した実質的に円形の断面である内部32を画定する、端部同士が相互に連結された形の合計7つの管状ヘッド18〜30を含む。図示のように、入口ヘッド18は材料入口34を備えているのに対し、ターミナルヘッド30は処理済製品出口36を備えている。各ヘッド20〜30は、内側フライト付きスリーブ20a〜30aを備えている。スリーブ20a〜28aは実質的に管状の通路を呈し、一方ターミナルスリーブ30aはその長さに沿って先細になっている。図示していないが、必要に応じて、バレルヘッドの一部または全部に、蒸気または水などの熱交換媒体の導入を可能にする外部ジャケットを装備することができる。さらに、これらのヘッドは、バレル12の内部32への蒸気の直接導入を可能にするための注入器を備えることもできる。
スクリュー組立体14は、バレル12の長さに沿って入口34から材料を搬送し、出口36から出すように設計されている。さらに、スクリュー組立体は、材料を調理および形成するために、材料がバレルを通過するときに、材料に温度および剪断のレベルの上昇を与えるのに役立つ。この目的のために、組立体14は軸方向に回転可能であり、一連の相互接続された、らせん状のフライトを有するセクション、すなわち入口セクション分38、3つの従来の搬送セクション40、42、および44、中間ワイドフライトセクション46、および円錐形ターミナルまたは出口セクション48から構成される。リング要素50、52、および54はそれぞれ、セクション40と42、42と44、および44と46の間に配置されている。
図6は、スクリュー組立体14の特定の構成要素、すなわち、リング要素52、スクリューセクション44、リング要素54、およびワイドフライトスクリューセクション46を示す。図示のように、これらの構成要素は、スクリュー組立体14を構成する全ての構成要素と同様に、56で内部スプライン加工され、駆動組立体14の全長に沿って延びる相補スプライン駆動軸58を受け入れるようになっている。駆動軸58は、次に、押出機10の作動中にスクリュー組立体14を回転させるように、モータ/歯車減速機組立体(図示せず)に接続されている。
背圧バルブ組立体16は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第6,773,739号に記載されているタイプのものである。特に、組立体16は、3つの相互接続された構成要素、すなわち入口移行部60、バルブユニット62、および出口64を含む。移行部60は、バレル12の元口に固定されており、バレル出口36と連通している。バルブユニット62は、移行部60と一直線上にある側方開口部68を有する直立管状セグメント66を有する。細長いバルブ部材70がセグメント66内に配置されて垂直方向に移動可能である。バルブユニット62は、やや三角形状の、横方向に延びる貫通開口72、ならびに入口76および出口78を含む製品方向転換通路またはチャネル74を含む。バルブユニット62は、ピストンおよびシリンダ組立体80によってセグメント66内で選択的に移動可能である。
出口64は、開口部68と一直線上にある外側に広がる通路82を有し、図示のように制限オリフィスダイプレート84を備える。
図4は、同じバレル12を有するが修正スクリュー組立体88を有する本発明による別の押出機86を示す。この場合、スクリュー組立体88はスクリュー組立体14とは異なり、組立体88の中間ワイドフライトセクションは、スクリュー組立体14の単一のワイドフライトセクション46の代わりに、ヘッド26および28内に配置された2つの相互接続されたワイドフライトスクリューセクション90および92から構成される。言い換えれば、スクリュー組立体14の搬送スクリューセクション44は、組立体88のワイドフライトスクリューセクション90によって置き換えられているが、ワイドフライトスクリューセクション92は、前述のセクション46と同一である。また、従来の制限オリフィスダイプレート94はバレル12の出口端部に直接固定されているので、押出機86は図3の実施形態の背圧バルブ組立体16を含まないことがわかるであろう。
図5は、前述のバレル12とさらなる修正スクリュー組立体98とを有するさらに別の押出機96を示す。この場合、スクリュー組立体98は、図4の実施形態の同じワイドフライトセクション90および92を有するが、これらは図4とは異なって配置されている。具体的には、ワイドフライトスクリューセクション90、92はヘッド24、26内に配置され、搬送スクリューセクション100はヘッド28内に配置される。
前述の説明から、スクリュー組立体14、88、および98は、その中の中間ワイドフライトスクリューセクションの長さおよび位置が主に異なることが理解されよう。これらの関係をよりよく理解するために、図4と構造的に同一であるが、特定の識別情報を適用した図7が提供される。従って、押出機86の全長(TL)は、末端102aを有する入口セクション102、末端104aを有する中間セクション104、および末端106aを有する出口セクション106と共に示されている。入口スクリューセクションの長さ(Inlet−L)も、中間ワイドフライトスクリューセクションの長さ(INT.−L)および出口スクリューセクションの長さ(OUT.−L)と共に示されている。これらと同じ長さの関係はまた、図3および図5の実施形態にも適用することができる。図3において、Inlet−Lはスクリューセクション38〜44から構成され、INT.−Lはスクリューセクション46から構成され、OUT.−Lはスクリューセクション48から構成されている。同様に、図4において、Inlet−Lはスクリューセクション38〜40から構成され、INT.−Lはスクリューセクション90、92から構成され、OUT.−Lはスクリューセクション48から構成されている。最後に、Inlet−Lは、スクリューセクション38および40から構成され、INT.−Lは、ワイドフライトスクリューセクション90および92から構成され、OUT.−Lは、スクリューセクション100、48から構成されている。
スクリュー組立体14、88、98を構成するスクリューセクションの幾何学的形状に関する以下の説明では、各々が中心軸Sと外側に延びるらせん状のフライティングFとを含む、個々のスクリューセクションのある特徴について言及する。この議論をよりよく理解するために、図8を参照すると、それは、ワイドフライトスクリューセクション46を示している。そこに示されているように、スクリュー直径(SD)はスクリューフライティングFの最大幅であり、谷径(RD)は軸Sの底部の直径である。したがって、フライト深さ(FLT.DPH.)はスクリュー直径(SD)と谷径(RD)との差である。さらに図8に示されるように、スクリューセクションのピッチ長(PL)は、フライティングFの巻条間の軸方向距離であり、フライト角(FA)は、スクリュー組立体を通過する材料の流れ方向に対するフライティングのリード角である。最後に、フライト幅(FW)は、その外側範囲におけるフライティングFの軸方向長さである。これらの関係はワイドフライトセクション48の文脈で描かれているが、これらと同じ関係が記載されたスクリュー組立体の他の全てのらせん状のフライトを有するセクションに等しく当てはまることが理解されるであろう。
スクリュー組立体14、88、98の好ましい特徴
スクリュー組立体14、88、および98は全て、各々がそれぞれの軸方向長さ(Inlet−L、INT.−L、およびOUT.−L)、ピッチ長(PL)、スクリュー直径(SD)、谷径(RD)、フライト幅(FW)、およびフライト深さ(FLT.DPH.s)を有する、らせん状のフライトを有する入口、中間、および出口セクション102〜106によって特徴付けられる。入口セクション102は、バレル入口34からバレル出口36に向かって延び、末端102aを画定する。中間セクション104は、末端102aからバレル出口36に向かって延び、中間セクション末端104aを画定する。最後に、出口セクション106は中間セクション末端104aからバレル出口36に向かって延びる。
スクリュー組立体14、88、および98は全て、各々がそれぞれの軸方向長さ(Inlet−L、INT.−L、およびOUT.−L)、ピッチ長(PL)、スクリュー直径(SD)、谷径(RD)、フライト幅(FW)、およびフライト深さ(FLT.DPH.s)を有する、らせん状のフライトを有する入口、中間、および出口セクション102〜106によって特徴付けられる。入口セクション102は、バレル入口34からバレル出口36に向かって延び、末端102aを画定する。中間セクション104は、末端102aからバレル出口36に向かって延び、中間セクション末端104aを画定する。最後に、出口セクション106は中間セクション末端104aからバレル出口36に向かって延びる。
全ての実施形態において、入口セクション102および出口セクション106のフライト幅は中間セクション104のフライト幅未満である。しかしながら、異なる実施形態では、それぞれのセクション102〜106は、以下に記載されるように特定の特徴を有する。
中間セクション104
・中間セクション104のフライト幅は、入口セクション102および出口セクション106のフライト幅より少なくとも約250%大きく、例えば約250〜750%大きく、より好ましくは約300〜600%大きい。最も好ましくは約325〜525%大きい。
・中間セクション104のフライト幅は、対応する中間セクション104のピッチ長の約20〜80%、より好ましくは約25〜55%である。
・中間セクション104のフライト幅は、対応する中間セクション104のスクリュー直径の約15〜50%、より好ましくは約20〜40%である。
・セクション102〜106のフライト角は、約20〜50度、より好ましくは約25〜35度である。
・中間セクション104の軸方向長さは、対応するスクリュー組立体14、88、98の全長の約10〜40%、より好ましくは約12〜35%である。
・中間セクション104の軸方向長さは、対応するスクリュー組立体14、88、98の入口セクション102の軸方向長さ未満であり、より好ましくは、対応するスクリュー組立体14、88、98の入口セクション分102の軸方向長さの約15〜80%、さらにより好ましくは約18〜75%である。
・中間セクション104のピッチ長は、対応する中間セクション104のスクリュー直径の約30〜70%、より好ましくは約40〜60%である。
・中間セクション104のピッチ長は、対応するスクリュー組立体14、88、98の入口セクションのピッチ長未満である。
・中間セクション104のフライト深さは、対応する中間セクション104のスクリュー直径の約8〜25%、より好ましくは約12〜20%である。
・中間セクション104のフライト深さは、対応するスクリュー組立体14、88、98の入口セクション102のフライト深さ未満である。
・中間セクション104は実質的に一定のフライト深さを有し、すなわちそのようなフライト深さにおいて変動は約15%以下である。
・中間セクション104は実質的に一定のピッチ長を有し、すなわちそのようなピッチ長において変動は約15%以下である。
・中間セクション104は実質的に一定のスクリュー直径を有し、すなわちそのようなスクリュー直径において変動は約15%以下である。
・中間セクション104はシングルフライトのみを有する。
・中間セクション104のフライト幅は、入口セクション102および出口セクション106のフライト幅より少なくとも約250%大きく、例えば約250〜750%大きく、より好ましくは約300〜600%大きい。最も好ましくは約325〜525%大きい。
・中間セクション104のフライト幅は、対応する中間セクション104のピッチ長の約20〜80%、より好ましくは約25〜55%である。
・中間セクション104のフライト幅は、対応する中間セクション104のスクリュー直径の約15〜50%、より好ましくは約20〜40%である。
・セクション102〜106のフライト角は、約20〜50度、より好ましくは約25〜35度である。
・中間セクション104の軸方向長さは、対応するスクリュー組立体14、88、98の全長の約10〜40%、より好ましくは約12〜35%である。
・中間セクション104の軸方向長さは、対応するスクリュー組立体14、88、98の入口セクション102の軸方向長さ未満であり、より好ましくは、対応するスクリュー組立体14、88、98の入口セクション分102の軸方向長さの約15〜80%、さらにより好ましくは約18〜75%である。
・中間セクション104のピッチ長は、対応する中間セクション104のスクリュー直径の約30〜70%、より好ましくは約40〜60%である。
・中間セクション104のピッチ長は、対応するスクリュー組立体14、88、98の入口セクションのピッチ長未満である。
・中間セクション104のフライト深さは、対応する中間セクション104のスクリュー直径の約8〜25%、より好ましくは約12〜20%である。
・中間セクション104のフライト深さは、対応するスクリュー組立体14、88、98の入口セクション102のフライト深さ未満である。
・中間セクション104は実質的に一定のフライト深さを有し、すなわちそのようなフライト深さにおいて変動は約15%以下である。
・中間セクション104は実質的に一定のピッチ長を有し、すなわちそのようなピッチ長において変動は約15%以下である。
・中間セクション104は実質的に一定のスクリュー直径を有し、すなわちそのようなスクリュー直径において変動は約15%以下である。
・中間セクション104はシングルフライトのみを有する。
入口セクション102
・入口セクション102は、入口セクション102の対応するピッチ長の約2〜15%、より好ましくは約3〜12%のフライト幅を有する。
・入口セクション102は、対応する入口セクション102の軸方向長さの約0.4〜7%、より好ましくは約0.5〜5%のフライト幅を有する。
・入口セクション102は、対応する入口セクション102のスクリュー直径の約4〜9%、より好ましくは約5〜7%のフライト幅を有する。
・入口セクション102は実質的に一定のフライト深さを有し、すなわちそのようなフライト深さにおいて変動は約15%以下である。
・入口セクション102は、その長さに沿ってピッチ長が減少している。
・入口セクション102は実質的に一定のスクリュー直径を有し、すなわちそのようなスクリュー直径において変動は約15%以下である。
・入口セクション102はシングルフライトのみを有する。
・入口セクション102は、入口セクション102の対応するピッチ長の約2〜15%、より好ましくは約3〜12%のフライト幅を有する。
・入口セクション102は、対応する入口セクション102の軸方向長さの約0.4〜7%、より好ましくは約0.5〜5%のフライト幅を有する。
・入口セクション102は、対応する入口セクション102のスクリュー直径の約4〜9%、より好ましくは約5〜7%のフライト幅を有する。
・入口セクション102は実質的に一定のフライト深さを有し、すなわちそのようなフライト深さにおいて変動は約15%以下である。
・入口セクション102は、その長さに沿ってピッチ長が減少している。
・入口セクション102は実質的に一定のスクリュー直径を有し、すなわちそのようなスクリュー直径において変動は約15%以下である。
・入口セクション102はシングルフライトのみを有する。
出口セクション106
・出口セクション106は、出口セクション106の対応するピッチ長の約4〜15%、より好ましくは約5〜12%のフライト幅を有する。
・出口セクション106は、対応する出口セクション106の軸方向長さの約0.4〜10%、より好ましくは約1〜7.5%のフライト幅を有する。
・出口セクション106は、対応する出口セクション106のスクリュー直径の約2〜8%、より好ましくは約3〜7%のフライト幅を有する。
・出口セクション106は実質的に一定のフライト深さを有し、すなわちそのようなフライト深さにおいて変動は約15%以下である。
・出口セクション106は、その長さに沿って実質的に一定または減少するピッチ長を有する。
・出口セクション106は、スクリュー直径が減少する部分を有する。
・円錐形のターミナルセグメントが使用されているときには出口セクション106はダブルフライトを有するが、そうでなければシングルフライトのみを有する。
・出口セクション106は、出口セクション106の対応するピッチ長の約4〜15%、より好ましくは約5〜12%のフライト幅を有する。
・出口セクション106は、対応する出口セクション106の軸方向長さの約0.4〜10%、より好ましくは約1〜7.5%のフライト幅を有する。
・出口セクション106は、対応する出口セクション106のスクリュー直径の約2〜8%、より好ましくは約3〜7%のフライト幅を有する。
・出口セクション106は実質的に一定のフライト深さを有し、すなわちそのようなフライト深さにおいて変動は約15%以下である。
・出口セクション106は、その長さに沿って実質的に一定または減少するピッチ長を有する。
・出口セクション106は、スクリュー直径が減少する部分を有する。
・円錐形のターミナルセグメントが使用されているときには出口セクション106はダブルフライトを有するが、そうでなければシングルフライトのみを有する。
中間、入口、および出口セクションに関する上記の好ましい特徴の全てが、そのような全てのセクションに存在する必要はなく、むしろ、任意の所与の中間、入口、または出口セクションは、それぞれの好ましい特徴のうちの1つ以上を具体化し得ると理解されたい。さらに、場合によっては、スクリュー組立体セクションは本質的に一定のスクリュー直径、谷径、およびフライト深さを有することが好ましいが、本発明はそのように限定されない。スクリュー直径、谷径、および/またはフライト深さが上記の百分率の範囲の目的のためにセクションの長さに沿って変化する場合には、場合によっては、スクリュー直径、谷径、またはフライト深さは、最大値と最小値の算術平均として決定されるべきである。例えば、所与のセクションが減少するスクリュー直径を持っているならば、最大スクリュー直径は最小スクリュー直径に加えられ、そしてこの合計を2で割る。これと同じ分析が、谷径およびフライト深さについても続く。
操作
前述のように、本発明の押出機は食料品または飼料製品の製造用に設計されており、ゴムおよびプラスチック材料の処理には適していない。食料品が調製される操作の間、出発乾燥混合物は、典型的には穀物(例えば、小麦、トウモロコシ、オートムギ、ミロ、ダイズ)、タンパク質、脂肪、ビタミン、ミネラルなどを含むように処方される。これらの混合物は通常、混合物を保湿しかつ予備加熱するために、Wenger DDCまたはHIPプレコンディションのような公知のプレコンディショナー装置を通過させることによって事前調整される。次いで、最終的な押出しのために材料を押出機バレルの長さに沿って移動させるために、事前調整された混合物を、押出機の中のスクリュー組立体を回転させながら押出機の入口に供給する。このような通過中、材料は、材料を十分に調理しそしてそれを自立体として形成することを可能にするために、上昇するレベルの温度、圧力、および剪断を受ける。押出された製品はその後通常乾燥され、最終製品を作り出すために油または他の液体でコーティングされてもよい。
前述のように、本発明の押出機は食料品または飼料製品の製造用に設計されており、ゴムおよびプラスチック材料の処理には適していない。食料品が調製される操作の間、出発乾燥混合物は、典型的には穀物(例えば、小麦、トウモロコシ、オートムギ、ミロ、ダイズ)、タンパク質、脂肪、ビタミン、ミネラルなどを含むように処方される。これらの混合物は通常、混合物を保湿しかつ予備加熱するために、Wenger DDCまたはHIPプレコンディションのような公知のプレコンディショナー装置を通過させることによって事前調整される。次いで、最終的な押出しのために材料を押出機バレルの長さに沿って移動させるために、事前調整された混合物を、押出機の中のスクリュー組立体を回転させながら押出機の入口に供給する。このような通過中、材料は、材料を十分に調理しそしてそれを自立体として形成することを可能にするために、上昇するレベルの温度、圧力、および剪断を受ける。押出された製品はその後通常乾燥され、最終製品を作り出すために油または他の液体でコーティングされてもよい。
背圧バルブ組立体16を用いる場合、バレル12からの材料が、入口76を通って通路74を通過して出るように、押出機の起動時にバルブ部材70は、通常、背圧バルブ組立体16の上方位置に配置される。押出機の運転が進み、許容可能な押出物が製造されていくにつれ、バルブ部材は、貫通開口72が移行部60および通路82と整合している図3の位置まで下方に移動する。処理中、組立体16によって加えられる背圧を調整する必要があるかもしれず、それは貫通開口82によって与えられる有効面積を変えるためのバルブ部材70の上下調整を含む。当然のことながら、バルブ部材70のそのような動きは全て、ピストンおよびシリンダ組立体80の作動によって達成される。
本発明の状況では、材料は押出機の中間ワイドフライトセクション104において高レベルの摩擦および剪断を受ける。その結果、製品は比較的高レベルのSMEで形成され、それは製品の物理的および栄養的特性を向上させる。セクション104の存在は、このタイプの先行技術の押出機に特徴的な無関係な道具または機器を使用することなく、高品質の最終製品の製造を可能にする。
従来技術のスクリュー組立体
上記のように、本発明は、ミッドバレルバルブ、特殊混合プレート、および複数のダイプレート配置のような手段を使用することなく、ペット飼料および水生飼料などの高品質の飼料を製造することができる改良されたスクリュー組立体および押出機を提供する。従来技術に関する本発明の本質をよりよく理解するために、ペット飼料の製造用に設計された典型的な単軸押出機を示す図1に最初に注意を向ける。押出機108は多くの点で図3の押出機10のそれと同様であり、同じバレル12と、スクリュー組立体14のスクリューセクション38〜44および48を有するスクリュー組立体110とを有する。押出機108は、図3のスクリューセクション46と比較して従来のフライト幅を有する中間スクリューセクション112と、背圧バルブ組立体16を使用しない制限オリフィスダイプレート114とを有する。
上記のように、本発明は、ミッドバレルバルブ、特殊混合プレート、および複数のダイプレート配置のような手段を使用することなく、ペット飼料および水生飼料などの高品質の飼料を製造することができる改良されたスクリュー組立体および押出機を提供する。従来技術に関する本発明の本質をよりよく理解するために、ペット飼料の製造用に設計された典型的な単軸押出機を示す図1に最初に注意を向ける。押出機108は多くの点で図3の押出機10のそれと同様であり、同じバレル12と、スクリュー組立体14のスクリューセクション38〜44および48を有するスクリュー組立体110とを有する。押出機108は、図3のスクリューセクション46と比較して従来のフライト幅を有する中間スクリューセクション112と、背圧バルブ組立体16を使用しない制限オリフィスダイプレート114とを有する。
同様に、図2は、バレル12とスクリュー組立体118とを有する従来技術の押出機116を示す。後者は、図3のスクリューセクション38〜42と、図5のスクリューセクション100、48とを有する。しかしながら、押出機116は、短フライト要素122の後に一連の混合プレート124が続く形態の、中間セクション120を有する。また、要素122のフライト幅は従来の狭い設計であることに留意されたい。
以下の実施例は、好適な押出機構成およびこれらの構成を使用した試験結果を記載する。しかしながら、これらの実施例は説明のみを目的として提供されており、その中のいかなるものも、本発明の範囲全体に対する限定として解釈されるべきではないことを理解すべきである。
鮭の飼料を調製するための一連の比較押出機実験は、2つの異なる押出機構成、すなわち図2(標準)で示される標準押出機構成、および図4(W−F)で示されるワイドフライト構成、を用いて行われた。図3に示すように、各押出機に背圧バルブを取り付けた。各例において、Wenger HIPプレコンディショナーを使用して、押出機に通過させる前に材料を事前調整した。事前調整は、各実行で同じように実行された。各試験において、押出機への材料のドライフィード速度は3000kg/時であった。飼料製品が押出機を出るとき、それらは乾燥前に油でコーティングされ、そして次に約8〜9重量%の含水量まで乾燥された。
それぞれの場合において、サケ飼料レシピは、25.4%の粉砕小麦、30.5%の大豆濃縮物(60%)、13.1%のメンハーデンフィッシュミール、13.2%のコーングルテンミール(60%)、および17.8%の小麦グルテンから構成された。全ての百分率は重量による。
以下の表は、比較試験で使用した条件、および押出物の特性を示しており、ここで、水分%は、乾燥前の押出機から出る生成物の水分を指し、吸油量は、真空乾燥前に18時間水に浸した後の生成物の残留吸油量である。
これらの試験結果は、W−F押出機構成が標準構成と比較して同じまたはわずかに高い調理レベル、より低い湿潤および乾燥嵩密度、ならびにより高い吸油量値を与えたことを確認する。標準構成押出機を使用して生産されるサケの飼料は油を失う傾向があるため、後者の結果は特に重要である。W−F構成を用いて調製された飼料の物理的外観は、標準構成からのものよりも優れていた。
Claims (168)
- 入口および離間した出口を有する細長い押出機バレル内に配置するために設計された押出機スクリュー組立体であって、前記スクリュー組立体は、らせん状のフライトを有し、軸方向に回転可能で、全長を有し、前記バレル内に配置されたとき:
軸方向長さ、ピッチ長、およびスクリュー直径を有し、らせん状のフライトを有する入口セクションであって、前記入口セクションが、前記バレル入口から前記バレル出口に向かって延び、入口セクションの末端を呈する、入口セクションと、
軸方向長さ、ピッチ長、およびスクリュー直径を有し、らせん状のフライトを有する中間セクションであって、前記中間セクションが前記入口セクションの末端から前記バレル出口に向かって延び、中間セクションの末端を呈する、中間セクションと、
軸方向長さ、ピッチ長、およびスクリュー直径を有し、らせん状のフライトを有する出口セクションであって、前記出口セクションは前記中間セクションの末端から前記バレル出口に向かって延びている、出口セクションと、を備え、
前記中間セクションは、前記中間セクションのピッチ長の約20〜80%のフライト幅を有し、
前記入口セクションおよび前記出口セクションのフライト幅は、前記中間セクションのフライト幅未満である、押出機スクリュー組立体。 - 前記中間セクションのフライト幅は前記中間セクションのピッチ長の約25〜55%である、請求項1に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記スクリュー組立体の全長の約10〜40%である、請求項1に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記スクリュー組立体の全長の約12〜35%である、請求項3に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのフライト幅はそのスクリュー直径の約15〜50%である、請求項1に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのフライト幅はそのスクリュー直径の約20〜40%である、請求項5に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記入口セクションの軸方向長さ未満である、請求項1に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記入口セクションの軸方向長さの約15〜80%である、請求項7に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記入口セクションの軸方向長さの約18〜75%である、請求項8に記載のスクリュー組立体。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応するピッチ長の約2〜15%である、請求項1に記載のスクリュー組立体。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応するピッチ長の約3〜12%である、請求項10に記載のスクリュー組立体。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応する軸方向長さの約0.4〜7%である、請求項1に記載のスクリュー組立体。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応する軸方向長さの約0.5〜5%である、請求項12に記載のスクリュー組立体。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応するスクリュー直径の約2〜8%である、請求項1に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのフライト幅は、それぞれ前記入口および出口セクションの対応するスクリュー直径の約3〜7%である、請求項14に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのフライト深さは、そのスクリュー直径の約8〜25%である、請求項1に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのフライト深さは、そのスクリュー直径の約12〜20%である、請求項16に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションが実質的に一定のフライト深さを有する、請求項1に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションが、実質的に一定のピッチ長を有する、請求項1に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションが、実質的に一定のスクリュー直径を有する、請求項1に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションがシングルフライトのみを有する、請求項1に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションが、前記中間セクションのスクリュー直径の約30〜70%のピッチ長を有する、請求項1に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションが、前記中間セクションのスクリュー直径の約40〜60%のピッチ長を有する、請求項1に記載のスクリュー組立体。
- 前記出口セクションのスクリュー直径は、その長さに沿って先細にされている、請求項1に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのピッチ長は、前記入口セクションのピッチ長未満である、請求項1に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのフライト深さは、前記入口セクションのフライト深さ未満である、請求項1に記載のスクリュー組立体。
- 入口および離間した出口を有する細長い押出機バレル内に配置するために設計された押出機スクリュー組立体であって、前記スクリュー組立体は、らせん状のフライトを有し、軸方向に回転可能で、全長を有し、前記バレル内に配置されたとき:
全長を有し、細長く、らせん状のフライトを有し、軸方向に回転可能なスクリュー組立体を備え、前記スクリュー組立体が前記バレル内に配置されたとき、
軸方向長さ、ピッチ長、およびスクリュー直径を有し、らせん状のフライトを有する入口セクションであって、前記入口セクションが、前記バレル入口から前記バレル出口に向かって延び、入口セクションの末端を呈する、入口セクションと、
軸方向長さ、ピッチ長、およびスクリュー直径を有し、らせん状のフライトを有する中間セクションであって、前記中間セクションが、前記入口セクションの末端から前記バレル出口に向かって延び、中間セクションの末端を呈する、中間セクションと、
軸方向長さ、ピッチ長、およびスクリュー直径を有し、らせん状のフライトを有する出口セクションであって、前記出口セクションは前記中間セクションの末端から前記バレル出口に向かって延びている、出口セクションと、を含み、
前記中間セクションは、そのスクリュー直径の約15〜50%のフライト幅を有し、
前記入口セクションおよび前記出口セクションのフライト幅は、前記中間セクションのフライト幅未満である、押出機スクリュー組立体。 - 前記中間セクションのフライト幅は、そのスクリュー直径の約20〜40%である、請求項27に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのフライト幅は、前記中間セクションのピッチ長の約25〜55%である、請求項27に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記スクリュー組立体の全長の約10〜40%である、請求項27に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記スクリュー組立体の全長の約12〜35%である、請求項30に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記入口セクションの軸方向長さ未満である、請求項27に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記入口セクションの軸方向長さの約15〜80%である、請求項27に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記入口セクションの軸方向長さの約18〜75%である、請求項33に記載のスクリュー組立体。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口と出口セクションの対応するピッチ長の約2〜15%である、請求項27に記載のスクリュー組立体。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応するピッチ長の約3〜12%である、請求項34に記載のスクリュー組立体。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応する軸方向長さの約0.4〜7%である、請求項27に記載のスクリュー組立体。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応する軸方向長さの約0.5〜5%である、請求項37に記載のスクリュー組立体。
- 前記入口および出口セクションフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応するスクリュー直径の約2〜8%である、請求項27に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのフライト幅は、それぞれ前記入口および出口セクションの対応するスクリュー直径の約3〜7%である、請求項39に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのフライト深さは、そのスクリュー直径の約8〜25%である、請求項27に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのフライト深さは、そのスクリュー直径の約12〜20%である、請求項41に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションが実質的に一定のフライト深さを有する、請求項27に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションが実質的に一定のピッチ長を有する、請求項27に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションが実質的に一定のスクリュー直径を有する、請求項27に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションがシングルフライトのみを有する、請求項27に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションが、前記中間セクションのスクリュー直径の約30〜70%のピッチ長を有する、請求項27に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションが前記中間セクションのスクリュー直径の約40〜60%のピッチ長を有する、請求項47に記載のスクリュー組立体。
- 前記出口セクションのスクリュー直径は、はその長さに沿って先細にされている、請求項27に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのピッチ長は、前記入口セクションのピッチ長未満である、請求項27に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのフライト深さは、前記入口セクションのフライト深さ未満である、請求項27に記載のスクリュー組立体。
- 押出機であって、前記押出機が、
入口と出口とを有する細長いバレル;
全長を有する前記バレル内の、細長く、らせん状のフライトを有する、軸方向に回転可能なスクリュー組立体を備え、前記スクリュー組立体が、
軸方向長さ、ピッチ長、およびスクリュー直径を有し、らせん状のフライトを有する入口セクションであって、前記入口セクションが、前記バレル入口から前記バレル出口に向かって延び、入口セクションの末端を呈する、入口セクションと、
軸方向長さ、ピッチ長、およびスクリュー直径を有し、らせん状のフライトを有する中間セクションであって、前記中間セクションが前記入口セクションの末端から前記バレル出口に向かって延び、中間セクションの末端を呈する、中間セクションと、
軸方向長さ、ピッチ長、およびスクリュー直径を有し、らせん状のフライトを有する出口セクションであって、前記出口セクションは前記中間セクションの末端から前記バレル出口に向かって延びている、出口セクションと、を含み、
前記中間セクションは、前記中間セクションのピッチ長の約20〜80%のフライト幅を有し、
前記入口セクションおよび前記出口セクションのフライト幅は、前記中間セクションのフライト幅未満である、押出機。 - 前記中間セクションのフライト幅は前記中間セクションのピッチ長の約25〜55%である、請求項52に記載の押出機。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記スクリュー組立体の全長の約10〜40%である、請求項52に記載の押出機。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記スクリュー組立体の全長の約12〜35%である、請求項54に記載の押出機。
- の前記中間セクションのフライト幅はそのスクリュー直径の約15〜50%である、請求項52に記載の押出機。
- 前記中間セクションのフライト幅は、そのスクリュー直径の約20〜40%である、請求項56に記載の押出機。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記入口セクションの軸方向長さ未満である、請求項52に記載の押出機。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記入口セクションの軸方向長さの約15〜80%である、請求項58に記載の押出機。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記入口セクションの軸方向長さの約18〜75%である、請求項59に記載の押出機。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応するピッチ長の約2〜15%である、請求項52に記載の押出機。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応するピッチ長の約3〜12%である、請求項61に記載の押出機。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応する軸方向長さの約0.4〜7%である、請求項52に記載の押出機。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応する軸方向長さの約0.5〜5%である、請求項63に記載の押出機。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応するスクリュー直径の約2〜8%である、請求項52に記載の押出機。
- 前記中間セクションのフライト幅は、それぞれ前記入口および出口セクションの対応するスクリュー直径の約3〜7%である、請求項52に記載の押出機。
- 前記中間セクションのフライト深さは、そのスクリュー直径の約8〜25%である、請求項52に記載の押出機。
- 前記中間セクションのフライト深さは、そのスクリュー直径の約12〜20%である、請求項67に記載の押出機。
- 前記中間セクションが実質的に一定のフライト深さを有する、請求項52に記載の押出機。
- 前記中間セクションが実質的に一定のピッチ長を有する、請求項52に記載の押出機。
- 前記中間セクションが実質的に一定のスクリュー直径を有する、請求項52に記載の押出機。
- 前記中間セクションがシングルフライトのみを有する、請求項52に記載の押出機。
- 前記バレルの出口端部に隣接する制限オリフィスダイを含む、請求項52に記載の押出機。
- 前記バレルの出口端部に隣接する可変背圧バルブ組立体であって、制限オリフィスダイ出口を有する前記可変背圧バルブ組立体を含む、請求項52に記載の押出機。
- 前記中間セクションが前記中間セクションのスクリュー直径の約30〜70%のピッチ長を有する、請求項52に記載の押出機。
- 前記中間セクションが前記中間セクションのスクリュー直径の約40〜60%のピッチ長を有する、請求項52に記載の押出機。
- 前記出口セクションのスクリュー直径は、その長さに沿って先細にされている、請求項52に記載の押出機。
- 前記中間セクションのピッチ長は、前記入口セクションのピッチ長未満である、請求項52に記載の押出機。
- 前記中間セクションのフライト深さは、前記入口セクションのフライト深さ未満である、請求項52に記載の押出機。
- 押出機であって、前記押出機が、
入口と出口とを有する細長いバレル;
全長を有する前記バレル内の、細長く、らせん状のフライトを有する、軸方向に回転可能なスクリュー組立体を備え、前記スクリュー組立体が、
軸方向長さ、ピッチ長、およびスクリュー直径を有し、らせん状のフライトを有する入口セクションであって、前記入口セクションが、前記バレル入口から前記バレル出口に向かって延び、入口セクションの末端を呈する、入口セクションと、
軸方向長さ、ピッチ長、およびスクリュー直径を有し、らせん状のフライトを有する中間セクションであって、前記中間セクションが前記入口セクションの末端から前記バレル出口に向かって延び、中間セクションの末端を呈する、中間セクションと、
軸方向長さ、ピッチ長、およびスクリュー直径を有し、らせん状のフライトを有する出口セクションであって、前記出口セクションは前記中間セクションの末端から前記バレル出口に向かって延びている、出口セクションと、を含み、
前記中間セクションは、そのスクリュー直径の約15〜50%のフライト幅を有し、
前記入口セクションおよび前記出口セクションのフライト幅は、前記中間セクションのフライト幅未満である、押出機。 - 前記中間セクションのフライト幅は、そのスクリュー直径の約20〜40%である、請求項80に記載の押出機。
- 前記中間セクションのフライト幅は前記中間セクションのピッチ長の約25〜55%である、請求項80に記載の押出機。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記スクリュー組立体の全長の約10〜40%である、請求項80に記載の押出機。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記スクリュー組立体の全長の約12〜35%である、請求項83に記載の押出機。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記入口セクションの軸方向長さ未満である、請求項80に記載の押出機。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記入口セクションの軸方向長さの約15〜80%である、請求項85に記載の押出機。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記入口セクションの軸方向長さの約18〜75%である、請求項86に記載の押出機。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応するピッチ長の約2〜15%である、請求項80に記載の押出機。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応するピッチ長の約3〜12%である、請求項88に記載の押出機。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応する軸方向長さの約0.4〜7%である、請求項80に記載の押出機。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応する軸方向長さの約0.5〜5%である、請求項90に記載の押出機。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応するスクリュー直径の約2〜8%である、請求項80に記載の押出機。
- 前記中間セクションのフライト幅は、それぞれ前記入口および出口セクションの対応するスクリュー直径の約3〜7%である、請求項92に記載の押出機。
- 前記中間セクションのフライト深さは、そのスクリュー直径の約8〜25%である、請求項80に記載の押出機。
- 前記中間セクションのフライト深さは、そのスクリュー直径の約12〜20%である、請求項94に記載の押出機。
- 前記中間セクションが実質的に一定のフライト深さを有する、請求項80に記載の押出機。
- 前記中間セクションが、実質的に一定のピッチ長を有する、請求項80に記載の押出機。
- 前記中間セクションが、実質的に一定のスクリュー直径を有する、請求項80に記載の押出機。
- 前記中間セクションがシングルフライトのみを有する、請求項80に記載の押出機。
- 前記バレルの出口端部に隣接する制限オリフィスダイを含む、請求項80に記載の押出機。
- 前記バレルの出口端部に隣接する可変背圧バルブ組立体であって、制限オリフィスダイ出口を有する前記可変背圧バルブ組立体を含む、請求項80に記載の押出機。
- 前記中間セクションが前記中間セクションのスクリュー直径の約30〜70%のピッチ長を有する、請求項80に記載の押出機。
- 前記中間セクションが前記中間セクションのスクリュー直径の約40〜60%のピッチ長を有する、請求項102に記載の押出機。
- 前記出口セクションのスクリュー直径は、その長さに沿って先細にされている、請求項80に記載の押出機。
- 前記中間セクションのピッチ長は、前記入口セクションのピッチ長未満である、請求項80に記載の押出機。
- 前記中間セクションのフライト深さは、前記入口セクションのフライト深さ未満である、請求項80に記載の押出機。
- 入口および離間した出口を有する細長い押出機バレル内に配置するために設計された押出機スクリュー組立体であって、前記スクリュー組立体は、らせん状のフライトを有し、軸方向に回転可能で、全長を有し、前記バレル内に配置されたとき:
軸方向長さ、ピッチ長、およびスクリュー直径を有し、らせん状のフライトを有する入口セクションであって、前記入口セクションが、前記バレル入口から前記バレル出口に向かって延び、入口セクションの末端を呈する、入口セクションと、
軸方向長さ、ピッチ長、およびスクリュー直径を有し、らせん状のフライトを有する中間セクションであって、前記中間セクションが前記入口セクションの末端から前記バレル出口に向かって延び、中間セクションの末端を呈する、中間セクションと、
軸方向長さ、ピッチ長、およびスクリュー直径を有し、らせん状のフライトを有する出口セクションであって、前記出口セクションは前記中間セクションの末端から前記バレル出口に向かって延びている、出口セクションと、を備え、
前記中間セクションのフライト幅は、前記入口および出口セクションのフライト幅より少なくとも約250%大きい、押出機スクリュー組立体。 - 前記中間セクションの前記フライトの幅が、前記入口および出口セクションのフライト幅より約250〜750%大きい、請求項107に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションの前記フライトの幅が、前記入口および出口セクションのフライト幅より約300〜600%大きい、請求項108に記載のスクリュー組立体
- 前記中間セクションのフライト幅は前記中間セクションのピッチ長の約20〜80%である、請求項107に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記スクリュー組立体の全長の約10〜40%である、請求項107に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記スクリュー組立体の全長の約12〜35%である、請求項111に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのフライト幅は、そのスクリュー直径の約15〜50%である、請求項107に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのフライト幅は、そのスクリュー直径の約20〜40%である、請求項113に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記入口セクションの軸方向長さ未満である、請求項107に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記入口セクションの軸方向長さの約15〜80%である、請求項115に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記入口セクションの軸方向長さの約18〜75%である、請求項116に記載のスクリュー組立体。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応するピッチ長の約2〜15%である、請求項107に記載のスクリュー組立体。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応するピッチ長の約3〜12%である、請求項118に記載のスクリュー組立体。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応する軸方向長さの約0.4〜7%である、請求項107に記載のスクリュー組立体。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応する軸方向長さの約0.5〜5%である、請求項120に記載のスクリュー組立体。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応するスクリュー直径の約4〜9%である、請求項107に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのフライト幅は、それぞれ前記入口および出口セクションの対応するスクリュー直径の約5〜7%である、請求項122に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのフライト深さは、そのスクリュー直径の約8〜25%である、請求項107に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのフライト深さは、そのスクリュー直径の約12〜20%である、請求項124に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションが実質的に一定のフライト深さを有する、請求項107に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションが、実質的に一定のピッチ長を有する、請求項107に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションが、実質的に一定のスクリュー直径を有する、請求項107に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションがシングルフライトのみを有する、請求項107に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションが前記中間セクションのスクリュー直径の約30〜70%のピッチ長を有する、請求項107に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションが前記中間セクションのスクリュー直径の約40〜60%のピッチ長を有する、請求項107に記載のスクリュー組立体。
- 前記出口セクションのスクリュー直径は、その長さに沿って先細にされている、請求項107に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのピッチ長は、前記入口セクションのピッチ長未満である、請求項107に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのフライト深さは、前記入口セクションのフライト深さ未満である、請求項107に記載のスクリュー組立体。
- 入口および離間した出口を有する細長い押出機バレル内に配置するために設計された押出機スクリュー組立体であって、前記スクリュー組立体は、らせん状のフライトを有し、軸方向に回転可能で、全長を有し、前記バレル内に配置されたとき:
全長を有し、細長く、らせん状のフライトを有する、軸方向に回転可能なスクリュー組立体を備え、前記スクリュー組立体が前記バレル内に配置されたとき、
軸方向長さ、ピッチ長、およびスクリュー直径を有し、らせん状のフライトを有する入口セクションであって、前記入口セクションが、前記バレル入口から前記バレル出口に向かって延び、入口セクションの末端を呈する、入口セクションと、
軸方向長さ、ピッチ長、およびスクリュー直径を有し、らせん状のフライトを有する中間セクションであって、前記中間セクションが前記入口セクションの末端から前記バレル出口に向かって延び、中間セクションの末端を呈する、中間セクションと、
軸方向長さ、ピッチ長、およびスクリュー直径を有し、らせん状のフライトを有する出口セクションであって、前記出口セクションは前記中間セクションの末端から前記バレル出口に向かって延びている、出口セクションと、を含み、
前記中間セクションのフライト幅は、前記入口および出口セクションのフライト幅より少なくとも約250%大きい、押出機スクリュー組立体。 - 前記中間セクションのフライト幅は、そのスクリュー直径の約20〜40%である、請求項135に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのフライト幅は前記中間セクションのピッチ長の約25〜55%である、請求項135に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記スクリュー組立体の全長の約10〜40%である、請求項135に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記スクリュー組立体の全長の約12〜35%である、請求項138に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記入口セクションの軸方向長さ未満である、請求項135に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記入口セクションの軸方向長さの約15〜80%である、請求項135に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションの軸方向長さは、前記入口セクションの軸方向長さの約18〜75%である、請求項141に記載のスクリュー組立体。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応するピッチ長の約2〜15%である、請求項135に記載のスクリュー組立体。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応するピッチ長の約3〜12%である、請求項142に記載のスクリュー組立体。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応する軸方向長さの約0.4〜7%である、請求項135に記載のスクリュー組立体。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応する軸方向長さの約0.5〜5%である、請求項145に記載のスクリュー組立体。
- 前記入口および出口セクションのフライト幅各々は、それぞれ、前記入口および出口セクションの対応するスクリュー直径の約4〜9%である、請求項135に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのフライト幅は、それぞれ前記入口および出口セクションの対応するスクリュー直径の約5〜7%である、請求項147に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのフライト深さは、そのスクリュー直径の約8〜25%である、請求項135に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのフライト深さは、そのスクリュー直径の約12〜20%である、請求項149に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションが実質的に一定のフライト深さを有する、請求項135に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションが、実質的に一定のピッチ長を有する、請求項135に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションが、実質的に一定のスクリュー直径を有する、請求項135に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションがシングルフライトのみを有する、請求項135に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションが前記中間セクションのスクリュー直径の約30〜70%のピッチ長を有する、請求項135に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションが前記中間セクションのスクリュー直径の約40〜60%のピッチ長を有する、請求項155に記載のスクリュー組立体。
- 前記出口セクションのスクリュー直径は、その長さに沿って先細にされている、請求項135に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのピッチ長は、前記入口セクションのピッチ長未満である、請求項135に記載のスクリュー組立体。
- 前記中間セクションのフライト深さは、前記入口セクションのフライト深さ未満である、請求項135に記載のスクリュー組立体。
- 前記スクリュー組立体の回転の間、請求項52に記載の押出機に食用材料を通過させる工程を含む、前記食用材料を処理する方法。
- 前記材料に、それが前記押出機を通過中に水分を注入する工程を含む、請求項160に記載の方法。
- 、前記食用材料が、デンプンおよびタンパク質のそれぞれの量を含む、請求項160に記載の方法。
- 前記スクリュー組立体の回転の間、請求項80に記載の押出機に食用材料を通過させる工程を含む、前記食用材料を処理する方法。
- 前記材料に、それが前記押出機を通過中に水分を注入する工程を含む、請求項163に記載の方法。
- 前記食用材料が、デンプンおよびタンパク質のそれぞれの量を含む、請求項163に記載の方法。
- 前記スクリュー組立体の回転の間、請求項135に記載の押出機に食用材料を通過させる工程を含む、前記食用材料を処理する方法。
- 前記材料に、それが前記押出機を通過中に水分を注入する工程を含む、請求項166に記載の方法。
- 前記食用材料が、デンプンおよびタンパク質のそれぞれの量を含む、請求項166に記載の方法。
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